T.C.
DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ORTAÖĞRETİM FEN VE MATEMATİK ALANLAR EĞİTİMİ ANABİLİM DALI
FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ PROGRAMI YÜKSEK LİSANS TEZİ
FİZİK ÖĞRETMEN ADAYLARININ BİLİMSEL SÜREÇ
BECERİLERİNİ KULLANIM DÜZEYLERİNİN FİZİK
TUTUMU, CİNSİYET, SINIF DÜZEYİ VE MEZUN
OLDUKLARI LİSE TÜRÜ İLE İLİŞKİLERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Pınar KORUCUOĞLU
T.C.
DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ORTAÖĞRETİM FEN VE MATEMATİK ALANLAR EĞİTİMİ ANABİLİM DALI
FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ PROGRAMI YÜKSEK LİSANS TEZİ
FİZİK ÖĞRETMEN ADAYLARININ BİLİMSEL SÜREÇ
BECERİLERİNİ KULLANIM DÜZEYLERİNİN FİZİK
TUTUMU, CİNSİYET, SINIF DÜZEYİ VE MEZUN
OLDUKLARI LİSE TÜRÜ İLE İLİŞKİLERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Pınar KORUCUOĞLU
Danışman Prof. Dr. İlhan SILAY
İzmir
2008
TEŞEKKÜR
Ölçeklerimi geliştirme aşamasında yardımlarını benden esirgemeyen değerli hocalarım Yrd. Doç Dr. Hilal AKTAMIŞ ve Yrd. Doç. Dr. İrfan YURDABAKAN’a en içten teşekkürlerimi sunarım.
Tezimin her aşamasında olumlu eleştirileri ve yönlendirmeleri ile bana yardımcı olan çok değerli hocalarım Yrd. Doç. Dr. Gamze Sezgin SELÇUK’a ve Dr. Serap ÇALIŞKAN’a en içten teşekkürlerimi sunarım.
Yaşamımın her adımında olduğu gibi, bu çalışmamda da bütün sıkıntılarımı benimle paylaşan, bana güç veren, manevi desteklerini hiçbir zaman esirgemeyen çok değerli aileme sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Yüksek Lisans öğrenimim boyunca yapmış olduğu katkılardan dolayı Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na (TÜBİTAK) sonsuz teşekkürlerimi bir borç bilirim.
Son olarak, çalışmamın her safhasında bana yardımcı olup, yol gösteren, yapıcı eleştirileri ile beni yönlendiren, tanımaktan büyük onur duyduğum danışman hocam Sayın Prof. Dr. İlhan SILAY’a sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
İÇİNDEKİLER
Sayfa TEŞEKKÜR... i İÇİNDEKİLER... ii TABLO LİSTESİ... v ÖZET... viii ABSTRACT... ix BÖLÜM 1 1. GİRİŞ... 1 1.1. Problem Durumu... 11.1.1. Fizik Öğretiminin Önemi... 1
1.1.2. Fizik Öğretiminde Yaşanan Sorunlar... 4
1.1.3. Bilim ve Önemi... 9
1.1.4. Bilimsel Süreç Becerileri Nedir?... 11
1.1.4.1. Bilimsel Süreç Becerilerinin Sınıflandırılması... 13
1.1.4.2. Bilimsel Süreç Becerileri ve Önemi... 33
1.1.5. Fizik Derslerinde Öğrencilerin Bilimsel Süreç Becerilerini Kazanımlarında Öğretmenin Rolü... 36
1.1.6. Tutum... 39 1.2. Amaç ve Önem... 40 1.3. Problem Cümlesi... 42 1.4. Alt Problemler... 42 1.5. Sayıltılar... 43 1.6. Sınırlılıklar... 43 1.7. Tanımlar... 43 1.8. Kısaltmalar... 44
BÖLÜM 2
2. İLGİLİ YAYIN VE ARAŞTIRMALAR... 45
2.1. Bilimsel Süreç Becerileri İle İlgili Yurt İçinde Yapılmış Araştırmalar... 45
2.2. Bilimsel Süreç Becerileri İle İlgili Yurt Dışında Yapılmış Araştırmalar... 69
BÖLÜM 3 3. YÖNTEM... 87
3.1. Araştırma Modeli... 87
3.2. Denekler... 87
3.3. Veri Toplama Araçları... 89
3.3.1. Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği... 3.3.1.1. İşlemler……… 89 89 3.3.1.2.Madde Havuzunun Oluşturulması... 90
3.3.1.3. Uzman Görüşünün Alınması... 90
3.3.1.4. Deneme Uygulaması... 90
3.3.2. Fizik Dersine Yönelik Tutum Ölçeği... 91
3.4. Veri Çözümleme Teknikleri ... 92
BÖLÜM 4 4. BULGULAR VE YORUMLAR... 93
4.1. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Belirlenmesi... 93
4.2. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Cinsiyet Değişkenine Göre Karşılaştırılması ... 95
4.3. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre Karşılaştırılması... 97
4.4. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Mezun Oldukları Lise Değişkenine Göre Karşılaştırılması……… 101
4.5. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım
Düzeylerinin Tutum Değişkenine Göre Karşılaştırılması... 106
BÖLÜM 5 5. SONUÇ, TARTIŞMA VE ÖNERİLER... 113
5.1. Sonuçlar ve Tartışma... 113
5.2. Öneriler... 119
KAYNAKÇA... 121
EKLER... 139
EK-1. Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği Belirtke Tablosu ... 140
EK-2. Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği Madde Örnekleri ... 141 EK-3. Fizik Dersine Yönelik Tutum Ölçeği Madde Örnekleri ...
EK-4. İzin Belgeleri………..
147 149
TABLO LİSTESİ
Sayfa Tablo 3.1. Deneklerin Cinsiyete Göre Dağılımları... 88 Tablo 3.2. Deneklerin Sınıf Düzeyine Göre Dağılımları... 88 Tablo 3.3. Deneklerin Mezun Oldukları Lise Türlerine Göre
Dağılımları………. 88
Tablo 3.4. BSBÖ’ye İlişkin Güvenirlik Çalışması Sonuçları…………. 91 Tablo 3.5. FDYTÖ Alt Ölçeklerine Ait Tanımlar ve Örnek Maddeler.. 92 Tablo 4.1. Fizik Öğretmen Adaylarının BSBÖ Ölçümlerine Göre
Belirlenen Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım
Düzeylerine İlişkin Frekans Dağılımı ……….. 94 Tablo 4.2. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini
Kullanım Düzeylerine Göre Dağılımı, Aritmetik Ortalama
ve Standart Sapma Sonuçları………. 94 Tablo 4.3. Cinsiyet Değişkenine Göre Fizik Öğretmen Adaylarının
BSBÖ Alt Boyutlarının Aritmetik Ortalama, Standart
Sapma ve t testi Sonuçları……… 95
Tablo 4.4. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Cinsiyet Değişkenine Göre
Karşılaştırılması………. 96
Tablo 4.5. Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre Fizik Öğretmen Adaylarının BSBÖ Alt Boyutları Puanlarının Aritmetik
Ortalamaları ve Standart Sapmaları……….. 97 Tablo 4.6. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerileri
Ölçeği Alt Boyutlarının Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre
Varyans Analizi Sonuçları………. 98
Tablo 4.7. Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği Alt
Tablo 4.8. Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre Fizik Öğretmen Adaylarının BSBÖ Puanlarının Aritmetik Ortalamaları ve Standart Sapmaları………
100 Tablo 4.9. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini
Kullanım Düzeylerinin Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre
Varyans Analizi Sonuçları ……… 100 Tablo 4.10. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini
Kullanım Düzeylerinin Sınıf Düzeyi Değişkenine Göre
Scheffé Testi Sonuçları………. 101
Tablo 4.11. Mezun Olunan Lise Türüne Göre Fizik Öğretmen Adaylarının BSBÖ Alt Boyutlarının Aritmetik
Ortalamaları ve Standart Sapmaları……….. 102 Tablo 4.12. Mezun Olunan Lise Değişkenine Göre Fizik Öğretmen
Adaylarının Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği Alt
Boyutlarının Varyans Analizi Sonuçları………. 103 Tablo 4.13. Mezun Olunan Lise Türü Değişkenine Göre Fizik
Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği Alt
Boyutlarının Scheffé Testi Sonuçları……… 104 Tablo 4.14. Mezun Olunan Lise Türü Değişkenine Göre Fizik
Öğretmen Adaylarının BSBÖ Puanlarının Aritmetik
Ortalamaları ve Standart Sapmaları……….. 105 Tablo 4.15. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini
Kullanım Düzeylerinin Mezun Olunan Lise Türü
Değişkenine Göre Varyans Analizi Sonuçları………... 105 Tablo 4.16. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini
Kullanım Düzeylerinin Mezun Olunan Lise Türü
Değişkenine Göre Scheffé Testi Sonuçları ……….. 106 Tablo 4.17 Bilimsel Süreç Becerileri Düşük, Orta, Yüksek ve En
Yüksek Düzeyde Olan Fizik Öğretmen Adaylarının FDYTÖ Ölçüm Puanlarının Aritmetik Ortalamaları ve Standart Sapmaları………
107
Tablo 4.18. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Tutum Değişkenine Göre Varyans
Analizi Sonuçları………... 107
Tablo 4.19. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Tutum Değişkenine Göre Scheffé
Testi Sonuçları ……….. 108
Tablo 4.20. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerine Göre FDYTÖ İlgi Duyma ve Önem Verme Alt Boyutları Ölçüm Puanlarının Aritmetik
Ortalamaları ve Standart Sapmaları……… 109 Tablo 4.21. Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini
Kullanım Düzeylerine Göre FDYTÖ İlgi Duyma ve Önem Verme Alt Boyutlarının Ölçüm Puanlarına Göre Varyans
Analizi Sonuçları……... 109 Tablo 4.22. Bilimsel Süreç Becerileri Düşük, Orta, Yüksek ve En
Yüksek Düzeyde Olan Fizik Öğretmen Adaylarının FDYTÖ İlgi Duyma ve Önem Verme Alt Boyutlarının
ÖZET
Fizik Öğretmen Adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini Kullanım Düzeylerinin Fizik Tutumu, Cinsiyet, Sınıf Düzeyi ve Mezun Oldukları Lise Türü İle
İlişkilerinin Değerlendirilmesi
Bu araştırmada fizik öğretmen adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini kullanım düzeylerinin belirlenmesi ve bu becerileri kullanım düzeylerinin fizik tutumu, cinsiyet, sınıf düzeyi ve mezun oldukları lise türü ile ilişkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Yapılan bu çalışma, betimsel ve ilişkisel bir alan araştırmasıdır. Araştırmada genel tarama modeli kullanılmış ve çalışma 2007–2008 eğitim-öğretim yılı bahar yarıyılında Dokuz Eylül Üniversitesi Buca Eğitim Fakültesi’nde öğrenim görmekte olan her sınıf düzeyindeki fizik öğretmen adayları ile gerçekleştirilmiştir.
Araştırmanın verileri Bilimsel Süreç Becerileri Ölçeği ve Fizik Dersine Yönelik Tutum Ölçeği kullanılarak toplanmıştır. Çalışmada elde edilen verilerin analizinde Aritmetik Ortalama, Standart Sapma, KR-20, t testi, Varyans Analizi ve Scheffe Testi kullanılmıştır.
Araştırmanın sonucunda elde edilen bulgular, fizik öğretmen adaylarının bilimsel süreç beceri düzeylerinin fizik tutumu, sınıf düzeyi ve mezun olunan lise türü değişkenine göre anlamlı farklılıklar gösterdiğini vurgulamaktadır. Ayrıca fizik öğretmen adaylarının bilimsel süreç beceri düzeyleri ile cinsiyet değişkeni arasında önemli bir fark olmadığı saptanmış; elde edilen sonuçlar doğrultusunda önerilere yer verilmiştir.
ABSTRACT
Evaluation of Correlation Between Scientific Process Skills’ Usage Level of Physics Teacher Candidates with The Attitudes Towards Physics, Gender, Class
Level, and High School Type Which They Graduated From
In this research, it is intended to determine Scientific Process Skills’ usage level of physics teacher candidates and to evaluate the correlation of usage levels of these skills with the attitudes towards physics, gender, class level, and high school type which they graduated from.
This study done is a descriptive and correlational field research. In the research, general survey model was used, and the research was conducted on physics teacher candidates from each class level reading at Dokuz Eylül University, Buca Education Faculty at the spring semester of 2007–2008 academic year.
Data of the research were collected by means of Scientific Process Skills Scale and Attitude Scale Towards Physics Course. At the analysis of the data obtained from the research; Arithmetic Mean, Standard Deviation, KR-20, t-test, Variance Analysis and Scheffe Test were used.
Findings obtained at the end of the research emphasize that scientific process skills levels of the physics teacher candidates displayed significant differences according to the attitude towards physics, class level, and the high school type which they graduated from. In addition to this, it was determined that there was no significant difference between scientific process skills levels of the physics teacher candidates and the variable of gender; and in the direction of the obtained results, certain suggestions were discussed.
BÖLÜM 1
GİRİŞ
Bu araştırmada, fizik öğretmen adaylarının Bilimsel Süreç Becerilerini kullanım düzeyleri belirlenerek, bu becerileri kullanım düzeylerinin fizik tutumu, cinsiyet, sınıf düzeyi ve mezun oldukları lise türü ile ilişkileri saptanmıştır. Bu bölümde, araştırmanın problem durumuna, amacı ve önemine, problem cümlesine, alt problemlerine, sayıltılarına, sınırlılıklarına, tanımlara ve kısaltmalara yer verilmiştir.
1.1. Problem Durumu
Bu bölümde fizik öğretiminin önemi, fizik öğretiminde yaşanan sorunlar, bilim ve önemi, bilimsel süreç becerileri nedir?, fizik derslerinde öğrencilerin bilimsel süreç becerilerini kazanımlarında öğretmenin rolü ve tutum konuları ele alınmaktadır.
1.1.1. Fizik Öğretiminin Önemi
Yaratıldığından beri insanoğlunun çevresine karşı ilgi duymuş olması olağandır. Üzerinde yaşadığı dünyayı, geceleri gökyüzünü süsleyen yıldızları, güneşi, ayı ve evrende olup bitenleri öğrenmek isteyen insan, bunlara ait sorularını cevaplandıracak yollar aramış, gerçeği ve onun sırlarını aramaya çalışmıştır. Çünkü insanoğlu doğuştan gelen bir merak ile donatılmıştır (Temiz, 2001).
Sahip olduğu bu merak sayesinde yeryüzünde var olduğundan beri çevresiyle ilgilenmiş ve ondan etkilenmiştir. İlk önceleri kendini fazlasıyla etkileyen olayları tanrılaştırmış, başka bir deyimle o olayların bir takım tanrılar tarafından
yönetildiğine inanmıştır. Daha sonra olayların nedenlerini araştıran insanlar, bunlara bir takım kuramsal çözüm yolları önermişlerdir. Bu arada ortaya çıkan deneyciler çevreleri ile ilgili deneyler yapmışlar; fakat mantığa uygun biçimde açıklamak yerine olayları gözleyerek oluşundaki kuralları incelemişlerdir. Bilimde yeni bir çağ açan deney ve gözlem dönemi, XVII. yy’da İtalyan bilim adamı Galileo Galilei ve arkasından İngiliz Bilim adamı Sir İsaac Newton ile başlamıştır (İnan, 1988).
İşte doğadaki olayların nedenini araştıran ve bu olayların ne gibi kurallara ve yasalara bağlı olduğunu inceleyen bilim dalına fizik denir (İnan, 1988).
Fizik, evrenimizdeki doğal olayların anlaşılması ile ilgili deneysel gözlemler ve nicel ölçümlere dayanan temel bir bilim dalıdır. Burada amaç, doğaya insanlığın yararına olacak şekilde yön verebilmektir (Parlak, 2002).
Fiziğin kimya, astrofizik, tıp ve mühendislik bilimleri başta olmak üzere birçok farklı bilim dallarıyla sıkı bir ilişkisi vardır. Doğa bilimleri geliştikçe fiziğin teori ve tekniklerine, geliştirdiği araştırma yöntemlerine ve felsefesine daha fazla gereksinim duyulmaktadır. Bu nedenle, günümüzde fizik sadece fizikçilerin bir uğraş alanı değil, aynı zamanda konularıyla uzaktan yakından herkesi ilgilendiren bir bilim dalıdır (Bozdemir, 2005).
Dünyamızda gerçekleşen sayısız fiziksel olay, fiziğin beş temel alanından birinin ve ya bir kaçının parçası durumundadır. Bu alanlar; 1. Maddesel cismin hareketi ile ilgili olan Mekanik, 2. Isı, sıcaklık ve çok sayıdaki parçacıkların davranışı ile ilgili olan Termodinamik, 3. Elektrik, manyetizma ve elektromanyetik alanların teorilerini içeren Elektromanyetizma, 4. Işık hızından küçük hızlarda hareket eden parçacıkları tanımlayan Rölativite, 5. Mikroskobik ve makroskopik parçacıkların davranışı ile ilgilenen Kuantum Fiziği dir (Serway, 2002).
Anlaşılacağı üzere tüm doğa bilimlerinin kaynağı fiziktir ve tüm mühendislik dalları fizik prensiplerini kullanır (Yök/Dünya Bankası, 1997). Bu nedenle fizik öğrenmek birçok bilim dalındaki öğrenciler için bir zorunluluktur. Ancak bu şekilde kendi dallarında kullanılan fiziksel yöntemleri anlayabilir ve bu
Fizik bize, dünya ve evren hakkında neler bildiğimizi, insanların bugün bildiklerini nasıl bulduklarını ve yeni buluşlar için nasıl çalıştıklarını öğretir. Fizik sayesinde bilinmeyenle uğraşmak, onu anlamak ve tahmin etmek kudretini kazanırız. Fizikten öğrendiklerimizle yeni buluşlar yaparız. Her yeni buluş yeni teknolojilerin doğması demektir. İnsana, doğayı bir fizikçi gözüyle incelemenin ve anlamanın zevkini verir ve doğa olaylarının anlaşılması kolay, olağanüstü sade yasalarını öğretir. Böylece insan, içinde yaşadığı dünyayı anlamak hususunda büyük bir güç elde etmiş olur. Zira bugünkü dünyada önemli haberlerin, yeni işler yaratan aletlerin ve bir insanın karşılaştığı günlük problemlerin gerisinde hep fizik vardır (Bozdemir, 2005).
Fizik öğrencilerin hayatına o kadar girmiştir ki; dünyada nereye giderseniz gidin, canlılar, yeryüzü, gökyüzü, hava, su, ısı, ışık, yerçekimi vs. gibi konular olarak daima öğrencilerin çevresinin ayrılmaz bir parçasını teşkil etmektedir (Aycan ve Nihat, 2000). Bireylerin kendi yaşantılarını etkileyen olayların okulda öğrendikleri bilgilerle bağlantılı olduğunu kavramaları, onların bilimsel okur-yazar olmalarına büyük ölçüde katkı sağlamaktadır. Yani fizik dersi konularının hayatta karşılaştığı olaylar ile bağlantılı olduğunu kavrayan öğrencilerin, bilim ve teknolojiye olan ilgisi de artacaktır. Eğer bu ilişkiler okulda kurulmaz ise teknolojinin egemen olduğu günümüzde, bireyler daha kolay bir yaşantı için gerekli bilgi ve becerileri kazanamazlar (Yök/Dünya Bankası, 1997).
Günümüzde bütün toplumlar bilimsel araştırma ürünlerini, günlük yaşamla ilişkili problemleri çözmede kullanmaktadır. Bu yüzden bireylerin günlük hayatında karşısına çıkabilecek olayları tanımlayabilmesi ve kullanabilmesi için bilimsel okuryazarlığın geliştirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Bilimsel okuryazarlığın geliştirilmesi ise fen bilimleri eğitiminin en temel amaçları arasındadır.
İş alanlarına bakıldığında da; bilimsel okuryazarlığa sahip olan personelin önemi giderek artmaktadır. Birçok meslek alanında yaratıcı düşünme, karar verme ve problem çözme becerilerine sahip olan bireyler tercih edilmektedir ( Akar, 2007).
Fiziği ve fiziğin süreçlerini anlamak, bu becerilerin geliştirilmesinde büyük katkı sağlamaktadır.
İçinde yaşadığımız yüzyıl, ekonomik ve teknolojik yarışın ivme kazandığı yüzyıl olarak tanımlanmaktadır. Bu yarıştan galip çıkacak olanlar da, bilim ve fen alanında başarılı olan uluslardır. Bir ulus bilim ve fen alanında ne kadar ileri ise, ekonomik ve toplumsal yönden de o kadar refaha kavuşmuş demektir. Bu nedenle her ulus, geleceğini görebilmek, ekonomik ve teknolojik yarışta yenilgiye uğramamak için fen bilimlerine önem vermek zorundadır (Akgün, 2000).
Günümüz insanının hayatının her safhasını etkileyen teknolojik gelişmeleri algılayıp yorumlayabilmesi için temel bir fizik genel kültürü eğitiminden geçirilmesi gerekliliği açıkça görülmektedir. Böylece bireyler bilimin değerini anlar ve ona karşı pozitif bir tutum geliştirir, teknolojinin toplumsal yaşantı üzerindeki etkisini anlar ve en önemlisi bilim-teknoloji ve toplum arasındaki ilişkiyi ve bunların birbirlerini nasıl etkilediklerini merakla izler (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut, 1997).
Fizik öğretiminin çok sayıda önemi olmakla birlikte; ne yazık ki ülkemizde bu konuda bazı sorunlar yaşandığı da yadsınamaz bir gerçektir. Aşağıda bu sorunlara ayrıntılı olarak yer verilmiştir.
1.1.2. Fizik Öğretiminde Yaşanan Sorunlar
Türk Eğitim Sistemi’nde ‘Fizik Eğitimi’ “Fizik” adıyla bağımsız bir ders olarak Lise 1. sınıftan itibaren başlamaktadır. Fen Bilimlerinin önemli alanlarından birini oluşturan Fizik, hem lise programlarında, hem de üniversiteye giriş sınavlarında ağırlığı olan bir ders olarak yer almaktadır (Çoban, Hançer, 2006).
Eğitim sistemimiz içinde henüz çözüme ulaşmamış çok sayıda ve farklı düzeylerde problemlerin olduğu herkes tarafından bilinen bir gerçektir. Özellikle ilköğretimde fen bilgisi ve ortaöğretimde fizik derslerinde bu tür problemlerle oldukça sık karşılaşılmaktadır (Bakaç ve Sılay, 1999).
Günümüzde fizik eğitiminde, öğrencilere kısıtlı bir süre içinde çok sayıda konu verilmektedir. Bu durum yapılan çalışmaların günlük yaşamla ilişkisinin kurulamamasına ve bu nedenle öğrencilerin fizik derslerini sevmemesine neden olmaktadır. Birçok öğrenci fiziği, ezberlenmesi gereken bir takım formüllerden oluşan, sıkıcı ve anlaşılması zor bir ders olarak görmektedir (Temiz, 2001).
Fizik dersi konularının, öğrenciler tarafından sıkıcı ve zor olarak algılanmasının bir sonucu olarak da bugünkü OKS (Ortaöğretim Kurumları Öğrenci Seçme ve Yerleştirme Sınavı) [eski adı ile LGS Liselere Giriş Sınavı] ve ÖSS fizik sorularındaki öğrenci başarıları oldukça düşüktür (Çalışkan, 2007).
Fizik öğretiminde yaşanan başka bir sorun ise laboratuar çalışmalarına yöneliktir. Fen bilimleri eğitiminde laboratuarların önemi sürekli olarak vurgulanmasına rağmen (Tamir, 1977; Bhala, 1987; Colletta ve Chiappetta, 1989; Gott ve Duggan, 1995; Baker ve Piburn, 1997; Serin, 2001), ülkemizdeki fen bilgisi ve fizik öğretmenleri laboratuar etkinliklerine gereken önemi vermemekte veya verememektedirler (Çepni, Akdeniz ve Ayas, 1995; Pekmez, 2001). Ülkemizde yapılan araştırmalarda, fizik öğretiminde laboratuar çalışmalarına yeterince yer verilmemesinin sebepleri olarak; öğrencilerin üniversite sınavına hazırlanma kaygıları, laboratuarlardaki araç-gereç eksikliği, laboratuar uzmanı eksikliği, laboratuarların fiziksel şartlarının elverişli olmaması, müfredat programlarının yoğun olması, sınıf mevcutlarının kalabalık olması, öğrencilerde laboratuar kültürünün yerleşmemiş olması ve öğretmenlerin etkinliklerin uygulanması ile ilgili mesleki bilgi ve becerilere sahip olmamaları gösterilmektedir (Çepni, Akdeniz ve Ayas, 1995; Pekmez, 2001; Şahin,2001).
Özellikle son 25–30 yıldır, okullarda yapılan laboratuar etkinliklerinin payının çok düşük olduğu ezberci eğitim sistemiyle; yorum yapamayan, araştırmayan, düşünmek yerine ezberlemeye alıştırışmış, sormayan, “neden ve niçin”lerle ilgilenmeyen, ülke ve dünya sorunlarına karşı duyarsız, özgüveni yetersiz bir kuşak yetiştirilmektedir (Bozdemir, 2005).
Fizik öğretimindeki mevcut sorunlardan biri de fizik ders kitapları ile ilgilidir. Yapılan araştırmalar, ders kitaplarının yazı tahtasından sonra en sık başvurulan araç olduğunu ortaya koymuştur (Coşkun ve Kuglin, 1996). Ayrıca Alkan’a (1996) göre ders kitabı, öğretmen ve yazı tahtası ile birlikte verilen tüm bilginin %99’unu ileten bir ortamdır. Bu nedenle ders kitapları, ilköğretimde fen bilgisi ve ortaöğretimde fizik derslerinde çok önemli bir yere sahiptir ve nitelikli olması gerekir (Chiappetta, Fillman ve Sethna, 1991). Ders kitapları öğretmen ve öğrenciler için bu kadar önemli olmasına rağmen maalesef Gönen ve Kocakaya’nın (2006) aktardığına göre, 1997–1998 eğitim öğretim yılında Ayvacı ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmada, öğretmenlerin çoğunluğunun, fizik ders kitaplarının öğrencileri ÖSS sınavına hazırlamada ve değerlendirmede yetersiz olduğu, resim-grafik ve şekil yönünden eksikler bulunduğu, kitaplarda yer alan deneylerin okullardaki laboratuar araç-gereçlerine uygun olmadığı görüşünü taşıdıkları saptanmıştır. Türkiye’de müfredatın sık sık değiştiği göz önüne alınarak ders kitaplarının gözden geçirilmesi gerekmektedir.
Fizik öğretiminin mevcut sorunlarından bir diğeri ise öğretmenlerimizle ilgilidir. Çağdaş eğitim anlayışına göre eğitim – öğretim etkinliklerini yürütebilmek için, çağdaş eğitim anlayışlarını bilen ve benimseyen öğretmenlere ihtiyaç vardır. Bu konuda öğretmenlerimizin bilgilendirilmesi ve bilinçlendirilmesi gerekmektedir. Ancak hâlihazırda uzun yıllardır öğretmenlik mesleğini yürüten pek çok meslektaşımızın, alıştıkları yöntemleri bir anda terk etmeleri kolay görülmemektedir (Akar, 2007). Bu durum, hizmet öncesi eğitimin önemini açıkça ortaya koymaktadır. Hizmet öncesi eğitimde öğretmen adaylarına, öğretim programlarının omurgasını oluşturan temel becerileri (eleştirel düşünme, yaratıcı düşünme, bilimsel araştırmalar yapma, girişimcilik, problem çözme, bilgi teknolojilerini kullanma, iletişim ve Türkçeyi doğru, etkili ve güzel kullanma becerisi), gelecekteki öğrencilerine nasıl kazandırmaları gerektiği öğretilmelidir. Aksi halde elde en iyi programlarda olsa, programı hayata geçirecek olan öğretmenlerin, programı uygulamaya dönük gerekli bilgi, beceri ve tutumları olmaksızın başarı elde edilmesi mümkün görünmemektedir (Akar, 2007).
Fizik öğretiminde ele alınması gereken bir diğer sorun ise derslerde kullanılan öğretim yöntemleri ile ilgilidir. Son dönemde yapılan araştırmalar incelendiğinde, fen bilgisi ve fizik öğretmenlerimizin derslerinde geleneksel öğretim yönteminden vazgeçmediği (Azar ve Çepni 1999; Çallıca, Bakaç, Ökten, Sezgin ve Karadeniz 1996) ve geleneksel öğretmen merkezli bir fizik öğretiminin ciddi yetersizlikler içerdiği (Hestenes, 1987, Foster, 2000) görülmektedir. Geleneksel öğretim yöntemi ile yürütülen derslerde öğretmenler, genelde bilginin öğrenilmesine ağırlık vermektedir. Fen ve fizik eğitiminde de yalnızca kuramsal bilgilere ağırlık vermek, eğitimle gerçek dünya arasındaki bağları zayıflatmıştır. Oysa yaşama dönük gerçek problem ve sorular fen öğretimine yön vermelidir. Çünkü uzun zamandır bilindiği üzere öğrenciler en iyi yaparak öğrenirler (Can, 2004).
Günümüzde bilim ve teknikteki gelişmeler, kazanılan bilgiler, büyük boyutlara ulaşmıştır ve beraberinde de branşlaşmayı getirmiştir. İnsanoğlu, belirli bir bilim üzerinde ömrünü harcasa bile, yine de her şeyi öğrenemeyeceği gerçeği ile karşı karşıyadır (Cambazoğlu, 1984). Bu bağlamda öğrencilere, fizikteki veya herhangi bir bilim dalındaki bilgilerin tümünü vermek mümkün değildir. Buna ne insan ömrü ne de imkânlarımız yeter. Bu nedenle günümüzün modern eğitim anlayışı, bilginin yanı sıra bilginin elde ediliş yöntemlerinin de öğrencilere kazandırılmasına yöneliktir (Mallinson:Mallison, 1998). Bu anlamda öğrencilerin fen derslerinde; gerçekleri, kavramları, genelleme ve teoriler ile yasaları öğrenmesinden daha da önemlisi, feni nasıl uygulayacaklarını öğrenmeleridir (Carey, Evans, Honda, Jay, Unger 1989).
Milli Eğitim Bakanlığı Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı tarafından 01.05.1992 tarih ve 128 sayılı kararı ile Lise 1. 2. 3. sınıf fizik derslerine ait öğretim programlarında kazandırılmak istenen amaçlar aşağıdaki gibi belirlenmiştir (MEB Tebliğler Dergisi, 1992):
1. Fiziğin çok yaygın olan uygulamalarını daha iyi anlamalarına imkân sağlayacak temel kavramları ve kanunları öğretmek,
2. Fizik olayları üzerinde bizzat inceleme, gözlem ve deney yaptırmak suretiyle araştırma yollarını kavramalarına, pozitif ve ilmi bir görüş ve düşünüşe sahip olmalarına imkân ve zemin hazırlamak,
3. Fizik olaylarını derinliğine ve kapsamlı düşünebilmek, onlara nüfuz etmek,
4. İlerde temel bilim dallarında yapacakları öğrenim için gerekli bilgi, tavır ve maharet kazanmalarını sağlamak,
5. Öğrenme yollarını öğretmektir.
Yukarıda görüldüğü gibi, amaçlar genel ifadelerle dile getirilmiştir. Biyoloji, Matematik vs. dersler için her konuya ilişkin amaçlara yer verilirken, Fizik için bunun yapılmamış olması, Fizik Dersi’nin program boyutunun birinci ve önemli aşamasıyla ilgili büyük bir eksiklik olduğunu göstermektedir. Çünkü bir eğitim süreci sırasıyla amaçlar, davranışlar, eğitim durumları ve sınama durumları olmak üzere dört aşamadan oluşmaktadır. Amaçlarla konular arasında somut ve açık bir ilişkinin olması; her bir amacı gerçekleştirecek konunun bulunması ve her konunun yönelik olduğu amacın belirgin olması son derece önem arz etmektedir (Çoban ve Hançer, 2006)
Sonuç olarak yaşadığımız modern çağın gereği araştıran, soruşturan, inceleyen, günlük hayatıyla fen konuları arasında bağlantı kurabilen, yaşamın her alanında karşılaştığı problemleri çözmede bilimsel metodu kullanabilen, dünyaya bir bilim adamının bakış açısıyla bakabilen bireyler yetiştirmek, modern fen öğretiminin en temel amaçlarından biridir (Tan ve Temiz 2003). Bu bağlamda, çağdaş eğitim anlayışını bilen ve benimseyen, derslerinde nitelikli ders kitaplarına, aktif öğrenme yöntemlerine ve laboratuar etkinliklerine yer veren öğretmenlere ihtiyaç duyulmaktadır.
1.1.3. Bilim ve Önemi
İnsan var olduğu günden itibaren, bir yandan evrende olup bitenleri anlama, tanıma, onun sırlarını çözme, öte yandan doğayı kontrol altına alarak daha rahat ve güvenli bir yaşam sürdürme isteğini duymuştur. Bu istek doğrultusunda sürdürülen sistemli çabalar sonucunda ise, bilim oluşmuştur. İnsanın doğasındaki merakla başlayan bilim, sonunda hayatımızdaki her şeyle iç içe geçerek çağın adı olacak kadar önemli bir hale gelmiştir. O halde bilim nedir? (Akar, 2007). Günümüze değin bilim adamları tarafından bilimin çok sayıda ve değişik biçimlerde tanımları yapılmakla beraber; henüz “bilim nedir?” sorusuna verilen ortak bir yanıt bulunmamaktadır.
Türkmen’e (2006) göre bilim, insanoğlunun fiziksel evreni anlama ve açıklama gayretleridir. Temizyürek (2003) ise bilimi genel anlamda canlı ve cansız doğayla ilgili olgu ve olayları inceleyen, açıklayan, bunlarla ilgili, ilke, kural, yasalara ulaşan ve tüm bunların sonucunda da gelecekteki olaylar için kestirimlerde bulunan bir öğe olarak tanımlamaktadır. Özoğlu’na (1994) göre bilim yaşamı bir bütün olarak anlamak, yorumlamak, gözlemlere dayanarak ifadelendirebilmek ve ileri sürülenleri yine gözlemlerle çürütebilmek olarak nitelenen bir zihinsel süreçtir. Başka bir deyişle bilim, gerçekleri bulma ve bunlarla ilgili bilgileri düzenleme, verileri toplama ve yeni teoriler gerçekleştirmek için yapılan uğraşların tümüdür. Bertrand Russel’e göre bilim, gözlem ve gözleme dayalı usavurma yoluyla önce dünyaya ve evrene ilişkin olguları birbirine bağlayan yasaları bulma çabasıdır. Bilim, nesnel sağlamlığı olan geçerliliği kabul edilmiş sistemli bilgiler bütünüdür (Şişman, 2002).
Her şeyin hızla geliştiği çağımızda, bilim ve teknoloji en önemli öğelerdir. Bilim; teknolojik uygulamaları ile hem yaşam koşullarımızı değiştirmekte hem de düşünmemizi biçimlendirerek, dünya görüşümüzü etkilemektedir. Gerek bireylerin gerekse toplumların yaşantılarını önemli ölçüde etkileyen bilim, aynı zamanda, toplumsal gelişme ve çağdaşlaşmanın temel ölçütü olarak kabul edilmektedir. Günümüzde modern bilim ve teknolojideki ilerlemelerin, fen bilimlerinde ulaşılacak
başarıyla doğrudan ilgili olduğu kabul edilen bir gerçektir. Tıptan tarıma, çevreden savunmaya kadar birçok alanda fen bilimlerinin etkilerini görmek mümkündür. Bu yüzden toplumların modern teknolojiyi anlayan, kullanabilen ve üretebilen bir duruma gelmesi gerekir. Bilim yapmak, geleceği yapmak demektir. Gelecek özellikle başta fizik olmak üzere, temel bilimlerin üzerine inşa edilecektir (Bozdemir, 2002). Bu nedenle fen ve fizik öğretiminin yapıldığı dersler gün geçtikçe daha da önem kazanmaktadır. Toplumlarda bireylerin aldığı eğitimle, yaşantılarını doğrudan etkileyen olaylara ilişkin sahip olduğu bilgileri çoğunlukla yetersizdir. Öğrenciler; bilim ve teknolojinin egemen olduğu dünyamızda, okulda öğretilen fen bilgisi ve fizik dersleri ile yaşam için gerekli bilgi ve beceriyi maalesef kazanamamaktadır (Can, 2004).
Aslında bilim eğitiminde önemli olan şu ya da bu konunun öğrenilmesi değil, bu bilgilerin nasıl geliştiği ve bunların nasıl edinildiğidir. Bilim deneme-yanılma-başarısızlık ve tekrar denemeyi içerir. Bilim bütün cevapları temin etmez, yaptıklarımızdan şüphe etmemizi, araştırmalar doğrultusunda modelimizde değişiklik yapmamızı, ya da modelimizi tamamen değiştirip yeni araştırmalar yapmamızı ve yeni modeller oluşturmamızı (Arthur, 1993), yani bilimsel olarak okur-yazar düzeye gelmemizi öğütler.
Bilimsel okur-yazarlık; fen bilimlerinin doğasını bilmek, bilginin nasıl elde edildiğini anlamak, fen bilimlerindeki bilgilerin bilinen gerçeklere bağlı olduğunu ve yeni kanıtlar toplandıkça değişebileceğini algılamaktır (Yök/Dünya Bankası, 1997).
Amerikan Ulusal Fen Eğitimi Standartlarına göre: “Bilimsel okuryazarlık bireylere bilimsel prensipleri kullanma, toplumu etkileyen bilimsel konularda tartışmalara katılma ve kişisel kararlar verebilme imkânı tanır. Bilim; insanların günlük hayatta kullandıkları problem çözme, eleştirel düşünme, birlikte çalışma, teknolojiyi etkili bir şekilde kullanma ve yaşam boyu öğrenme becerileri ile sıkı sıkıya bağlantılıdır. Teknolojik ve bilimsel beceriler toplumun ekonomik kalkınmasında en etkili unsurlardır.” (NRC, 1996).
Amerikan Fen Eğitimi Geliştirme Çabaları (AAAS) içerisinde oluşturulan Proje 2061’de bilimsel okuryazarlık şu şekilde tanımlanmaktadır; “Bilimsel okuryazar olan bir bireyin fen, matematik veya mühendislik alanında uzman olması gerekmemektedir. Bilimsel okuryazar olan bireyler, fen, matematik ve teknoloji bilgilerini günlük hayatta karşılaştıkları birçok bilgi, düşünce ve olayları algılamak için kullanırlar. Bilimsel okuryazarlık bireyin olayları gözlemleme, onları düşünerek yansıtma ve açıklamaları anlama becerilerini geliştirir.” (Aktaran Llewellyn, 2002).
Bilimsel okur-yazarlık; her geçen gün bilimsel araştırmalarla dolan dünyamızda, bireyler için yaşamsal bir zorunluluk haline gelmektedir. Her gün ortaya çıkan pek çok şey arasından doğru seçim yapabilmek için, herkesin sahip olduğu kendi bilimsel kültürünü kullanması gerekmektedir. Her bireyin toplumdaki tartışmalara, bilimsel ve teknolojik konulardaki etkinliklere akıllı bir şekilde katılmasına ihtiyaç vardır. Pek çok iş, ileri derecede bilgi, beceri ve çevre ile verimli iletişim kurmayı gerektirmektedir. Toplumun mantıklı olmaya, eleştirel ve yaratıcı düşünmeye, doğru karar vermeye ve problem çözme becerisini geliştirmeye ihtiyacı vardır. Bu becerilerin kazanılmasında bilimin ve bilimsel süreç becerilerinin önemi yadsınamaz bir gerçektir (Soylu, 2004).
Yukarıdaki paragrafta adı geçen “bilimsel süreç becerileri”; bir sonraki kısım olan 1.1.4.’te ayrıntılı olarak ele alınmıştır.
1.1.4. Bilimsel Süreç Becerileri Nedir?
Alan yazın incelendiğinde çok sayıda araştırmacı tarafından yapılmış çeşitli
bilimsel süreç becerileri tanımlarına rastlanmıştır. Bu tanımlardan bazılarına aşağıda
değinilmektedir.
En genel anlamda bilimsel süreç becerileri, fen bilimlerinde öğrenmeyi kolaylaştıran, öğrencilerin aktif olmasını sağlayan, kendi öğrenmelerinde sorumluluk alma duygusunu geliştiren, öğrenmenin kalıcılığını arttıran ayrıca araştırma yol ve
yöntemlerini kazandıran temel becerilerdir (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut,1996, 31).
Ostlund (1992) bilimsel süreç becerilerini, bizim dünyamız hakkında bilgiyi üretmek ve düzenlemek için sahip olduğumuz en güçlü malzeme olarak tanımlamıştır.
Lind’e (1998) göre bilimsel süreç becerileri, bilgi oluşturmada, problemler üzerinde düşünmede ve sonuçları formüle etmede kullandığımız düşünme becerileridir.
Rillero (1998), bireyin herhangi bir yeteneğini bilimsel aktivite için kullanmasını bilimsel süreç becerisi olarak kabul eder.
Pekmez’e (2000) göre bilimsel süreç becerileri, öğrenmeye yardım eden, keşfetme metotlarını öğreten, öğrencileri aktif yapan, onların sorumluluklarını geliştiren ve pratik çalışmaları anlamalarına yardımcı olan temel becerilerdir.
Temizyürek (2003), bilimsel süreç becerilerini, fen bilimlerinde doğa olayları ile bilimsel gerçekleri ortaya çıkarmak için kullanılan yetenek ve düşünme süreçleri olarak tanımlamıştır.
Taşar, Temiz ve Tan (2002) göre bilimsel süreç becerileri, fen bilimlerinde öğrenmeyi kolaylaştıran, araştırma yol ve yöntemlerini kazandıran, öğrencilerin aktif olmasını sağlayan, kendi öğrenmelerinde sorumluluk alma duygusunu geliştiren ve öğrenmenin kalıcılığını artıran temel becerilerdir.
Dökme ve Ozansoy’a (2004) göre bilimsel fen ile uğraşanların sahip olmaları gereken duyu organları ile gözlem yapma, gözlemlerine dayalı araştırma yapma, nicel tanımlamalar için ölçme yapma, çıkarım yapma, tahmin yapma, yeni bilgilere ulaştıkça çıkarımları değiştirme gibi becerilere sahip olmaktır.
A.A.A.S. (Amerikan Bilimi İlerletme Derneği), bilimsel süreç becerilerini, geniş ölçüde aktarılabilir, birçok fen disiplini için benimsenmiş, bilim adamlarının doğru davranışlarının yansıması olarak kabul edilen beceriler seti olarak tanımlanmıştır.
Yukarıda verilen tanım ve ifadelerden de anlaşılacağı üzere bilimsel süreç becerileri, bilim adamlarının çalışmaları esnasında kullandıkları becerilerdir. Öğrencilerin bilgiye ulaşabilmesi için bu becerilere sahip olmaları gerekir. Aslında bu beceriler onların doğasında vardır, önemli olan onlara verilen eğitimle var olan bu becerileri yok etmemek, geliştirmektir (Çepni ve Ayas, 1996).
Bilimsel süreç becerileri hakkında daha ayrıntılı bilgi edinebilmek için bu beceriler ile ilgili sınıflamaların gözden geçirilmesi yararlı olacaktır.
1.1.4.1. Bilimsel Süreç Becerilerinin Sınıflandırılması
Alan yazın taraması sonucunda bilimsel süreç becerileri ile ilgili farklı sınıflamalara rastlanmıştır. Aşağıda farklı araştırmacılar tarafından yapılan sınıflamalara ayrıntılı bir şekilde yer verilmiştir.
Fen ve Teknoloji programına göre (2004) bilimsel süreç becerileri planlama ve başlama, yapma, analiz ve sonuç çıkarma olmak üzere üç alt boyuta ayrılmıştır. Bunlar: Planlama ve Başlama: 1. Gözlem 2. Karşılaştırma-Sınıflama 3. Çıkarım yapma 4. Tahmin 5. Kestirme 6. Değişkenleri belirleme
Yapma:
7. Deney tasarlama
8. Deney malzemelerini ve araç-gereçleri tanıma ve kullanma 9. İşe vuruk tanım yapma
10. Ölçme
11. Verileri kaydetme
12. Veri işleme ve model oluşturma
Analiz ve Sonuç Çıkarma
13. Yorumlama ve sonuç çıkarma 14. Sunma
Temiz (2001) bilimsel süreç becerilerini gözlem, verileri yorumlama, ölçme, sayı ve uzay ilişkileri kurma, model oluşturma, tahmin, sınıflama, deney yapma, değişkenleri belirleme ve değiştirme, hipotez kurma, verileri kaydetme ve sonuç çıkarma şeklinde sınıflandırmıştır. Yine Temiz ve Tan (2003), bilimsel süreç becerilerini temel süreçler ve deneysel süreçler olarak iki kategoriye ayırmıştır. Buna göre:
Temel Süreçler
1. Gözlemleme 2. Sınıflama
3. Ölçme, sayı ve sembolleri kullanma 4. Uzay- zaman ilişkilerini kullanma 5. Betimleme
6. Bilinen bilgilerden yola çıkarak görünmeyen durumlar için kestirimde bulunma
7. Gelecekteki olası durumlar için kestirimde bulunma 8. Hipotez kurma ve yoklama
Deneysel Süreçler
9.Değişkenleri belirleme ve kontrol etme 10.Yaparak tanımlama
11.Model oluşturma
12.Deney düzenleme ve yapma 13.Neden-sonuç ilişkilerini kavrama
Kılıç (2002) ise bilimsel süreç becerilerini temel beceriler ve birleştirilmiş beceriler olarak iki kısma ayırmıştır.
Temel Beceriler
1. Gözlem yapma 2. Sınıflama yapma 3. Bilimsel iletişim kurma 4. Ölçüm yapma
5. Tahmin etme 6. Çıkarım yapma
Birleştirilmiş Beceriler
7. Değişkenleri belirleme ve kontrol etme 8. Hipotez oluşturma ve sınama
9. Verileri yorumlama 10. İşe vuruk tanım yapma 11. Deney yapma
12. Model oluşturma
Soylu (2004), bilimsel süreç becerilerini 12 kategoriye ayırmıştır. Bunlar: 1. Sınıflama 2. Model yapma 3. Hipotezi formüle etme 4. Değişkenleri belirleme 5. Değişkenin türünü belirleme 6. Kullanılacak araç-gereçleri belirleme 7. Tahmin
yapma 8. Gözlem yapma 9. Veri analizi 10. Sonuç çıkarma 11. Sonucu test etme 12. Genelleme yapmadır.
Arslan (1998) bilimsel süreç becerilerini gözlem yapabilme, açıklama yapabilme, tahmin edebilme, soru sorabilme, araştırma yapabilme, iletişim kurabilme, planlayarak üretebilme, yeni fikirlere açıklık, öğrenmeye meraklı oluş, gerçekliklere oryante olabilme, kanıtlara saygı duyuş, kanıtların ışığında düşüncelerini değiştirmeye istekli oluş, eleştirel düşünebilme, öğrenme sürecinde risk alabilme, görüşlerini savunabilme, başkalarının görüşlerini sorgulayabilme olmak üzere 16 kategoriye ayırmıştır.
Turgut, Baker, Cunningham, Piburn, (1997) ve YÖK / MEB Geliştirme Projesi (1997) ise bilimsel süreç becerilerini Temel süreçler, Nedensel Süreçler ve
Deneysel Süreçler olmak üzere üç ana başlık altında incelemiş ve bunların her birini
kendi içinde alt bölümlere ayırmıştır. Buna göre:
Temel Süreçler
1. Gözlem yapma 2. Ölçme
3. Sınıflama
4. Verileri kaydetme 5. Sayı ve uzay ilişkileri
Nedensel Süreçler
6. Önceden kestirme 7. Değişkenleri belirleme 8. Verileri yorumlama 9. Sonuç çıkarma
Deneysel Süreçler
10. Hipotez kurma
11. Verileri kullanma ve model oluşturma 12. Deney yapma
13. Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme 14. Karar verme
Aşağıda bu araştırmaya konu olan ve literatürde en çok tekrarlanan bu beceriler, Turgut, Baker, Cunningham, Piburn (1997) ve YÖK/ MEB Geliştirme Projesi’nin (1997) ifade ettiği gibi üç ana grupta ayrıntılı bir şekilde özetlenmektedir.
Temel Süreçler
Temel süreçler adından da anlaşılacağı üzere her öğrenciye kazandırılması gereken, günlük hayatta sıkça karşılaşabilecek, bilimsel becerilerin temelini oluşturan çok önemli bir basamaktır (Yök/ Dünya Bankası, 1997). Zihin gelişiminde önemli bir yere sahip olan bu beceriler daha üst seviyedeki yeterliklerin geliştirilmesine zemin oluştururlar. Konuların öğretiminde bu becerilerden ilgili olanların öğrencilere kazandırılması amaçlanmalıdır (Çepni, 2005).
Temel süreç becerileri gözlem yapma, ölçme, sınıflama, verileri kaydetme, sayı ve uzay ilişkileri kurma olmak üzere beş alt bölüme ayrılmıştır.
1.Gözlem Yapma
Bilimin en temel süreci olan gözlem yapma, olaylar ve nesneler hakkında veriler veya bilgiler elde etmek amacı ile duyularımızı kullanmamız demektir (AAAS, 2002; Kılıç, 2002; Soylu, 2004; Temiz, 2001; Türkmen, 2006).
Gözlem herhangi bir duyu organını kullanarak bir nesnenin ya da olayın özelliklerini belirtmektir. Beş duyunun kullanılarak verilerin toplandığı gözlemsel bir süreçtir (Turgut, 1997).
Gözlem duyu organlarıyla ve ya duyu organlarının hassasiyetini artıran araç ve gereçlerle objelerin ve ya olayların incelenmesidir (Arthur, 1993).
Herhangi bir olayın dikkatli ve planlı bir şekilde incelenmesine gözlem denir. Gözlem yapma, beş duyu organı kullanılarak verilerin toplandığı temel bir süreçtir. Bilimsel süreçler, öğrencilerin gerçek hayatla, doğal ve toplumsal olaylarla karşı karşıya gelerek bilgi ve deneyim kazanmasını sağladığı için gözlemle başlar. Gözlem hayat boyu devam eden bir etkinliktir. Bilimsel bilgi edinmenin temel taşı, gözlem yapabilme becerisidir (Erbaş, Şimşek ve Çınar, 2005).
Etkili bir gözlem; yalnızca bakmak değil belirli bir amaçla, dikkatle ve sistemli bir şekilde bakmaktır. Gözlem yaparken nesnelerin özelliklerine, hareketlerindeki ya da yapılarındaki değişime dikkat ederiz. Gözlemler nitel ya da nicel olabilir. Nitel gözlemler suyun kaynamasının gözlenmesi, çiçeğin boyunun uzamasının gözlenmesi gibi ölçüm gerektirmeyen gözlemlerdir. Gerektiğinde nicel gözlemlerde yaparız, örneğin suyun kaynaması öncesinden başlayarak suyun sıcaklığını ölçtüğünüzde ya da bitkinin boyunu belli zaman aralıklarıyla ölçerek büyümesini gözlemlediğinizde nicel gözlem yapmış olursunuz (AAAS, 2002; Kılıç, 2002; Soylu, 2004; Temiz, 2001; Türkmen, 2006).
Çocuklar oldukça iyi birer gözlemcidir. Okula başlamadan uzun zaman önce öğrendikleri birçok şey, gözleme düşkün olmalarının bir sonucudur (Hofmann, 1991). Bilim gözlemle başlar. Ayrıca gözlem ömür boyu süren bir etkinliktir. Gözlem becerisi gelişmiş bir öğrenci:
1. Nesneler veya olaylar arasındaki belirgin benzerlikleri ve farklılıkları saptayabilir.
2. Gözlem için gerekli uygun araç-gereci seçip bunları beceriyle kullanabilir.
3. Gözlem sonuçlarını değerlendirip, bunlardan eldeki soruna ilişkin olanlarını seçip ayırabilir.
4. Bir dizi gözlem sonucu elde edilen bulgulardan ilişkileri bulabilir (Harlen, 1989).
Öğrencilerin gözlem yaparak bilgi kazanmaları için öğretmen, öğrenme ortamını en uygun biçimde düzenlemelidir. Çünkü aşağıda da belirtildiği üzere gözlemin öğrencilere kazandırdığı çok sayıda faydaları bulunmaktadır.
1. Gözlem öğrencileri meraklı olmaya sevk eder.
2. Benzerliklerin ve farklılıkların gözlenmesi, sınıflama becerisi ve değişkenleri tanımlama ve değiştirme becerilerinin gelişmesi için gereklidir.
3. Olaylardaki ardılılıkların gözlemlenmesi, kavramların geliştirilmesine yardım eder.
4. Bilgilerin geliştirilmesini sağlar.
5. Araştırma dürtüsünü harekete geçirir (Temiz, 2001).
2. Ölçme
Ölçme en basit anlamda kıyaslama ya da saymadır. Başka bir ifadeyle; bir gözlemin nicel veriye çevrilmesidir (Turgut ve arkadaşları, 1997).
Ölçme; yapılan nicel gözlemlerin geleneksel veya geleneksel olmayan standartlarla karşılaştırılmasıdır. Nicel gözlemler belirli standart veya standart olmayan ölçümlerle değerlendirildiğinde anlamlı olur (Arthur, 1993).
Ölçme bir gözlemin nicel veriye çevrilmesidir. Ölçüm bazen standart olmayan yollarla (adım, karış v.b.) bazen de standardize edilmiş aletlerle yapılabilir. Ağırlık, kütle, uzunluk, sıcaklık gibi özellikler bilimsel aletlerle ölçülebilir (Kılıç, 2002; Temiz, 2001).
Ölçme, gözlemlerin uygun ölçme aygıt ya da tekniklerinin kullanımıyla sayıya dökülmesi işlemidir. Bilinmeyen niceliklerin bilinenlerle kıyaslanması, karşılaştırılması olarak da tanımlanabilir. Ölçümler düzenli ve sistematik biçimde standart ölçüm birimleriyle belirlenerek grafik, çizelge ya da tablolar halinde kaydedilmelidir (AAAS, 2002).
Ölçme bilgisi öğrenmede kritik bir etkendir ve deneyim olmadan gelişemez (Temiz, 2001).
İlköğretim öğrencilerinin fen eğitiminde beş temel ölçüm alanı vardır. Bunlar uzunluk, hacim, kütle, ağırlık, sıcaklık ve zamandır (Martin, 1997). Öğrenciler ilköğretim ve ortaöğretimde bu temel alanlarda ölçüm yapma becerileri kazanırlar.
Ölçme becerisi gelişmiş bir öğrenci:
1. Bir cismin herhangi bir özelliğini (uzunluk, ağırlık, vb.) uygun ölçme araçları kullanarak belirleyebilir.
2. Bazı bilimsel ölçme araçlarını kullanabilir (metre, termometre, vb.). 3.Çeşitli birimleri birbirine çevirebilir (Çepni, Ayas, Johnson, Turgut, 1996).
3. Sınıflama
Sınıflama; olayları, olayları temsil eden bilgileri ve objeleri bazı metotlar ve sistemler kullanarak, benzer ve farklı özelliklerine göre gruplara ayırmaktır (Arthur, 1993).
Sınıflama; gözlem yoluyla toplanan verilerin düzenlenmesidir. Nesne ya da olayları özelliklerinin benzerlik ya da farklılıklarına göre gruplandırma ya da düzenlemedir (AAAS, 2002; Kılıç, 2002; Soylu, 2004; Temiz, 2001).
Bu süreç öğrencilerin önceki bilgileri ile yeni kavramlar arasında ilişki kurmasını sağlar. Gruplamanın veya sınıflamanın belirli bir sistemi ya da metodu vardır. Öğrenciler sınıflama ile karmaşaya düzen getirirler (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut, 1996).
Kavram geliştirme sürecinde sınıflama becerisinin önemi büyüktür. Çünkü kavramlar eşyaları, olayları, insanları ve düşünceleri benzerliklerine göre grupladığımızda, gruplara verdiğimiz addır. Deneyimlerimiz sonucunda varlıkları ortak özelliklerine göre gruplayamasaydık, birbirinden ayırt edilmemiş ve birbiriyle ilişkileri kurulmamış binlerce izlenim karşısında kalırdık. Bu bir kaos olur, sistemli bir edinim veya bilgi olmazdı (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut, 1996).
Etkili bir sınıflama yapabilmek için, sınıflanacak nesneler ve olaylar hakkında yeterli bilgi toplanmalıdır. Yani benzerlikler ve farklılıklar ayrıntılı olarak açığa çıkarılmalıdır. Bunun içinde önce iyi bir gözlem gereklidir (Temiz, 2001).
Sınıflandırma yeteneği gelişmiş bir öğrenci (Martin, 1997);
1. Sınıflandırılan nesnelerin önemli özelliklerini tanıyabilme, 2. Sınıflamayı belirli gruplarla yapabilme,
3. Sınıflandırma yaparken birden çok yol kullanabilme, 4. Alt gruplar oluşturabilme,
5. Kendi sınıflandırma ölçütlerini oluşturabilme, 6. Karmaşık sınıflandırma sistemleri geliştirebilme,
7. Nesneleri benzerlik ve farklılıklarına göre sınıflandırabilme,
8.Nesneleri sınıflandırmaya yarayabilecek yararlı özellikleri tanıyabilme özelliklerine sahip olmalıdır.
4. Verileri Kaydetme
Öğrenciler deney yaparken hem niteliksel hem de niceliksel birçok veri elde ederler. Olaylar ve nesneler hakkında toplanan bu veriler herkesin anlayabileceği
çeşitli düzenleyici formlarda kaydedilir. Bu düzenleyici formlar verilerin kullanılmasında kolaylık sağlar (Hughes ve Wade, 1993).
Verileri kaydetme, verileri kullanma ve model oluşturma becerisi için temel teşkil eder. Örneğin bir tablo, sonradan çizilecek bir grafik için taban oluşturur. Tablolar çizme, not tutma, bir taslak çizme, teyp kaydı alma, fotoğraf çekme, yapılan deneyi bir rapor haline getirme verileri kaydetme becerisiyle ilgili davranışlardır (Çepni, Ayas, Johnson, Turgut, 1996). Buluşların rapor halinde yazılması tüm bilimsel çalışmaların hedefini oluşturur (Yök/ Dünya Bankası, 1997).
5. Sayı ve Uzay İlişkileri Kurma
Fen bilimlerindeki deneyimler sayı ve uzay ilişkilerini geliştirmek için özellikle önemlidir. Bunların gelişmesi diğer süreçlerin daha iyi ve kolay anlaşılmasına yardım eder. Sayı ilişkileri, bir etkinliğin çıktısını, çıktılarını ya da devam eden olgularını tanımlamak için sayıları kullanma süreci olarak tanımlanır (Yök/ Dünya Bankası, 1997).
Sayı ilişkileri kurma, matematiksel kuralları ve formülleri, nicelikleri hesaplamada veya temel ölçülerle ilişki kurmada uygulamaktır. Sayma ve hesaplama gibi faaliyetleri içerir. Fen bilimlerinde sayıları kullanmak sorulara ve problemlere cevap bulmak için önemlidir (Temiz, 2001).
Tüm objeler uzayda bir yer kaplar. Uzay-zaman ilişkilerini kullanma becerileri; objelerin birbirleri ile karşılaştırılarak yön, hareket, uzaysal düzenlemeleri, hız, simetri, değişim hızı ve şekillerinin tanımlanması ve ayırt edilmesini içerir (Abruscato, 2004).
Uzayla ilgili süreçler, nesneleri düzlem ve üç boyutlu şekillerine göre anlamayı ve anlatmayı içerir. Uzayda yer ve yön kavramlarını geliştirmeyi zorunlu kılar (Temiz, 2001).
Bu süreç, diğer süreçlerin gelişmesine yardım eder. Sayı –uzay ilişkileri kurma becerisi gelişmiş bir öğrenci; “İki boyutlu bir şekli üç boyutlu bir şekle nasıl dönüştürürsünüz?”, “Bir küpün kaç kenarı vardır?”, “….bu şeklin simetri eksenleri hangileridir?” vb. gibi soruları cevaplayabilir (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut, 1996).
Nedensel Süreçler
Piaget’e göre öğrenciler ilköğretim 5. sınıfın son dönemlerinden itibaren basit düşünme yapısından karmaşığa doğru bir geçiş yaparlar. Nedensel süreçler, öğrencilerin test edilebilir çalışmalarını ve hipotezlerle mantıksal sonuçlar çıkarmalarını içermektedir. Bu süreçte yer alan beceriler bilim adamları ve öğrenciler tarafından kullanılan özel zihinsel becerilerdir ve değişik konu alanlarında kullanılabilirler. Maalesef mantıksal düşünme becerileri yavaş geliştiği için nedensel süreçlerin öğrenilmesi temel süreçlere göre daha zordur. Bu nedenle öğrenilmek istenilen bir olay ne kadar somut olursa o kadar kolay anlaşılır. Nesneleri ve düşünceleri basitten karmaşığa doğru bir sıraya dizmek, öğrenmeyi kolaylaştırmaktadır (Yök/ Dünya Bankası, 1997).
Nedensel süreç becerileri önceden kestirme, değişkenleri belirleme, verileri yorumlama ve sonuç çıkarma olmak üzere dört alt bölüme ayrılmıştır.
1.Önceden Kestirme
Bir olayın sonucunu elimizdeki verilere ya da geçmişteki deneyimlerimize dayanarak önceden kestirmeye tahmin denir (Kılıç, 2002).
Tahmin; önceki gözlem ve deneyimlerine dayanarak ne olacağına dair hüküm verme, benzer olaylardaki ön bilgilere ya da gözlemlere dayanarak ne ortaya çıkacağına dair ön kestirimlerde bulunma, umulan, beklenen sonuca dair fikir geliştirme, düşünce oluşturmadır (AAAS, 2002; Kılıç, 2002; Soylu, 2004; Temiz, 2001).
Çepni’ye (2005) göre kestirme (tahmin), gelecekte yapılacak gözlem için bir ön yargıda bulunmaktır.
Karaaslan’a (2001) göre ise; bir kişinin verilen bir durumdan sonra neler olabileceği ile ilgili yapabileceği en iyi tahminidir.
Toplanmış olan kanıtların ötesinde bir sürecin devam etmesi veya değişikliklerin olmasından sonra neler olabileceğine ilişkin bilgiler önceden kestirme yoluyla belirlenir. İlk sınıflardaki çocuklar kanıtlara dayalı olarak tahmin yapmada aceleci davranırlar ve bu dönemde kanıtlarla olan bağlantı zayıftır. Sonra kanıtlarla olan bağlantı giderek kuvvetlenir ve bilinenlere dayanarak tahmin yapma veya bilinenlerin tahmin yapmada nasıl kullanıldığını açıklama becerisi gelişir.
Tahminler doğru ya da yanlış çıkabilir, olaylar beklendiği gibi ya da beklenenden farklı olabilir; fakat tahmin etmek öğrencilerde mutlaka gelişmesi gereken bir beceridir (Bozyılmaz, 2005). Bu becerileri geliştirmek için de öğrencilere deneye ya da küçükte olsa bir eyleme başlamadan önce; sonucunda ne olacağı mutlaka sorulmalıdır (Kılıç, 2002).
Tahmin yapmada geçmiş deneyimler oldukça önemlidir. Bunun için öğrencilere önceden kazandıkları bilgi ve deneyimleri kullanma imkânı tanınarak, tahminde bulunma becerileri geliştirilmelidir (Tatar, 2006).
Martin’e (1997) göre, tahmin yürütme becerisi gelişmiş bir öğrencinin, örnek oluşturma ve geliştirme, basit tahminler yapma, gelecekteki bir olay hakkında daha önceki deneyim ve gözlemlerine dayalı olarak tahminde bulunma, uygun durumlar için tahmin sürecini uygulama, tahmin için gerekli nedenleri sözel olarak ifade etme özelliklerine sahip olması gerekir (Çepni ve arkadaşları, 1996).
Tahminde bulunmak fenle ilgili aktiviteleri yaparken esastır. Çocuklar deney yapmadan önce tahminde bulunmak için cesaretlendirilmelidir. Bu şekilde
çocuklar bir fikri düşünmeden direkt kabul etmek yerine, onun hakkında ne olacağını düşünüp tahminlerde bulunarak öğrenirler (Martin, 1997). Bir öğretmen aşağıdaki gibi sorular sorarak öğrencilerini tahmin yapmaya yönlendirebilir;
1. Eğer rampanın yüksekliğini arttırırsak ne olur? 2. Eğer yaya iki kat fazla kütle asarsak ne olur?
gibi “Eğer …. olursa ne olur” türündeki sorular öğrencileri tahmin yapmaya teşvik eder (Çepni ve arkadaşları, 1996).
Tahmin yürütme becerisi gelişmiş bir öğrencinin (Martin, 1997);
1. Örnek oluşturma ve geliştirme, 2. Basit tahminler yapma,
3.Gelecekteki bir olay hakkında daha önceki deneyim ve gözlemlere bağlı olarak tahminlerde bulunma
4. Uygun durumlar için tahmin sürecini uygulama, 5.Tahmin için geçerli nedenleri sözel olarak ifade etme,
6.Tahminlerin ne derece doğru olduğunu kontrol etmek için gerekli testleri önerme özelliklerine sahip olması gerekir.
2.Değişkenleri Belirleme
Bu süreç farklı koşullarla değişen ve ya sabit kalan bir olayın elemanlarının ya da bileşenlerinin özelliklerini tanımayı içerir. Değişkenleri belirlemek, deneyi etkileyebilecek bütün etkenleri ifade etmektir. Değişkenleri belirleme süreci deney yapmada merkezi bir role sahiptir (Yök/ Dünya Bankası, 1997).
Değişkenleri tanımlama ve test etme, araştırma süreçleri için çok önemlidir. Öğrencileri bu sürece sevk eden soru çeşitleri şunlardır:
2.Ampulün parlaklığını değiştirmek için pil ve ampul sisteminde neyi değiştirebiliriz?
3.Su dolu bardağı ters çevirerek hava basıncını gösterme deneyinde sonucu etkileyebilecek bazı değişkenler hangileridir?
4.Bir nesnenin hangi özellikleri, o nesne bir sıvı içinde düşerken onun hızını etkiler?
3.Verileri Yorumlama
Verileri yorumlamak veriler üzerinde mantıklı düşünülerek sonuçlar çıkarılmasıdır (AAAS, 2002; Kılıç, 2002; Soylu, 2004; Temiz, 2001).
Arthur’a (1993) göre bu süreç, deneylerde elde edilen veriler arasındaki ilişkileri ve eğilimleri görme becerisidir.
Yorumlama; tablo, şema ve grafik kullanarak verileri düzenleme, analiz etme ve senteze ulaşmadır. Gözlem ve ölçüm sonuçlarından yola çıkarak olayın nedenini, niçinini, niyesini, nasıl olduğunu açıklamaktır (AAAS, 2002).
Bu süreç, yapılan herhangi bir gözlemden anlamlı sonuçlar çıkarmaktır ve herhangi bir grafikteki verileri yorumlamaya kadar genişleyen bir alanı kapsar. Ayrıca deney sonuçlarından elde edilen ilişkisel eğilimleri veya yapıları görme becerisi olarak tanımlanabilir. Verilerin kolay bir şekilde yorumlanması için, genellikle veriler bir grafik veya çizelge şeklinde düzenlenir. Verilerin yorumlanmasından çıkan sonuçlara bağlı olarak, yeni deneyler ortaya çıkabilir. Bu süreçte, verileri gözden geçirip düzeltmek ya da bazı temel işlemleri tekrarlamak gerekli olabilir. Aynı zamanda bir deneyin tekrarlanmasını gerektirecek olan da bu yorumlardır (Turgut ve diğerleri, 1997).
Verileri yorumlama hakkında öğrencilere sorulacak sorular şunlar olabilir:
2.Veriler; kütle ve ivme arasında nasıl bir bağıntı olduğunu göstermektedir?
Verileri yorumlama becerisi gelişen bir öğrenci (Martin, 1997);
1. Bilimsel araştırmanın sonucunda ortaya çıkanları kendi cümleleriyle düzenleyebilme ve ifade edebilme,
2. Yeni bilgilerden ya da tekrar gözden geçirdiği verilerden gerekli sonuçları çıkarma özelliklerine sahip olmalıdır.
4. Sonuç Çıkarma
Bir gözlemin ya da deneyin sonuçlarını yorumlayıp bir yargıda bulunmaktır. Sonuç çıkarma daha önceki bilgilere dayanır. Öğrencilerin verilen bilgilerin ötesinde yeni ilişkilere ulaşmasıdır (Çepni, Ayas, Johnson, Turgut, 1996).
Martin’e (1997) göre sonuç çıkarma, yapılan gözlemlerden elde edilen bilgilerin yorumlanmasıdır.
Çıkarım bir gözlemin nedenleri konusunda yaptığımız tahminlerdir. Ne yazık ki çıkarım genelde tahminle karıştırılmaktadır. Tahmin bir olayın sonucunu önceden kestirmektir. Çıkarım ise o olayın nedenleri hakkındaki tahminlerimizdir. Çıkarımlarımız verilere dayanmak zorundadır. Gözlem yoluyla veri toplar, bu verilere dayanarak da gözlemlediğimiz olayların nedenleri hakkında çıkarımlarda bulunuruz (Kılıç, 2002).
İki tür sonuç çıkarma vardır, tümdengelim (genelden özele) ve tümevarım (özelden genele) (Çepni ve arkadaşları, 1996).
Tümevarıma örnek olarak, iki çocuğun çeşitli cisimlerin suda yüzüp yüzmediklerini incelemek için yaptıkları bir deneyin sonucunda çocukların, özkütlesi sudan büyük olan birkaç cismin battığını görerek genellemede bulunmaları, verilebilir.
Tümdengelime örnek olarak; elinden bıraktığı her cismin yere düştüğünü gözlemleyen bir öğrencinin bunun evrensel çekim yasasının bir sonucu olduğunu söylemesi verilebilir (Temiz, 2001).
Sonuç çıkarma becerisi gelişen bir öğrenci (Martin, 1997);
1. Araştırılan olaylar ve nesneler arasındaki ilişkiyi tanımlayabilme, 2. Sonuç çıkarmak için bütün uygun bilgileri kullanabilme,
3. Sonuç çıkarmayı uygun durumlara uyarlayabilme,
4.Grafik, tablo ve diğer deneysel verilerin yorumunu yapabilme özelliklerine sahip olmalıdır.
Deneysel Süreçler
Deneysel süreçler oldukça karmaşık ve çok yönlüdür. Aynı zamanda bu süreçler yüksek düşünme becerisi gerektirir. Genellikle her bir süreç iki ya da daha fazla temel sürecin bileşiminden oluşur. Deney, hipotezi kanıtlamak veya çürütmek için kanıt elde etmek amacıyla kullanılan güçlü bir araçtır. Aynı zamanda, söz konusu olan teoriyi desteklemek veya reddetmek için de deney kullanılır. Bu aşamadaki süreçler, hiyerarşide önce gelen tüm süreçlerin üzerine kurulur. Bu süreçleri öğrenmek, sorulara cevap ararken ve kendi deneylerini tasarlarken öğrencilere güç verir. Ortaya çıkan soruların çoğu öğrencilerden gelmelidir. Bu süreçler daha fazla soru sorulmasına ve daha fazla deney yapılmasına yol açar. Deney yapma, diğer tüm süreçleri kullanmayı içeren bir tür problem çözmedir (Yök/ Dünya Bankası, 1997).
Deneysel süreç becerileri; hipotez kurma ve yoklama, değişkenleri
değiştirme ve kontrol etme, deney yapma, verileri kullanma ve model oluşturma ve karar verme olmak üzere beş alt bölüme ayrılmıştır.
1. Hipotez Kurma ve Yoklama
Hipotez kurmak, doğru olduğu düşünülen düşünce ve tecrübelere dayalı test edilebilir ifadeler kurmaktır. Öğrenci hipotezini oluştururken henüz tam olarak geliştirilmemiş ancak test edilebilir bir ifade ortaya atmalıdır (Arthur, 1993).
AAAS, 2002; Kılıç, 2002; Soylu, 2004 ve Temiz, 2001’e göre deney ile sınanabilecek kanıtlara dayalı eğitimli tahminler yapma hipotez kurma olarak tanımlanır.
Hipotez başka bir ifadeyle deneyin sonucu hakkında var olan bilgilere dayanarak yapılan eğitimli tahminlerdir. Hipotez doğru olmak zorunda değildir ama akla yatkın olmalıdır ve hipotezi oluşturduktan sonra doğruluğunu sınamak gerekir. Bu da deney tasarlamakla mümkündür (Bozyılmaz, 2005).
Wyne Harlen’e göre (akt. Temiz, 2001); “Hipotez Kurma” ne yazıktır ki birçok öğrenci ve öğretmen tarafından sakınılan bir kelimedir. Belki de bunun nedeni kelimenin kulağa çok fazla bilimsel gelmesi ya da öğrenciler için açıklanması ve söylenmesi aşamasında bir takım zorluklarla karşılaşılmasıdır. Eğer öğrencilerin bilimsel bilgilerin denenebilir, çürütülebilir ve ya değiştirilebilir olduğunun farkında olmalarını istiyorsak, onlara hipotez kelimesini daha fazla tanıtmamız gerekir.
Hipotez oluşturmada, önceki bilgiler ve öğrenilen bilgiler arasındaki kavramsal bağların şekillendirilmesi oldukça önemlidir. Bu işlem sırasında kazanılan yeni deneyimler, geçmişte elde edilen deneyimlerden faydalanılarak açıklanır. Öğrenciler gözlem yapma, sonuç çıkarma ve tahminde bulunma gibi süreç becerilerini geliştirdiklerinde, hipotez oluşturabilir ve bu hipotezi test edebilirler (Tatar, 2006).
1. Bir problem veya sorun hakkında hipotez oluşturabilme 2. Kendi problemlerinden kendi hipotezini oluşturma
3.Belirlediği bir durumun veya karşılaştığı bir problemin araştırılıp araştırılamayacağını bilebilme
4.Herhangi bir soru, tahmin veya sonucu deneyle test edebilmeyi planlayabilme özelliklerine sahip olmalıdır.
2.Değişkenleri Değiştirme ve Kontrol Etme
Değişkenleri tanımlama, yapılacak deneyi etkileyebilecek tüm etkenlerin ifade edilmesidir. Yani farklı koşullar altında değişkenlerin değiştirilmesi veya sabit tutulması ile deneyin düzenini etkileyecek tüm faktörlerin belirlenmesidir. Genelde olayları etkileyen birden çok değişken vardır. Gözlediğimiz bir sonucun nedenini tam olarak bulmak istiyorsak ya da bir değişikliğin sonucunu merak ediyorsak, söz konusu değişken dışındaki değişkenleri belirleyip, kontrol etmemiz gerekir (Bozyılmaz, 2005).
Deney yapılırken esas olan nokta, bağımlı değişkenin sabit tutulup, etkisi gözlenmek istenen bağımsız değişkenin değiştirilmesidir. Diğer faktörler mümkün olduğunca sabit tutularak, kontrollü deneyler yapılır. Bu sayede deneyde bağımlı değişkene etki eden diğer bir değişkenin etkisi açıklanabilir. Değişkenleri değiştirme ve kontrol etmede, etkiye neden olduğu düşünülen değişken (bağımsız değişken) ve etkilenen değişken (bağımlı değişken) arasındaki neden-sonuç ilişkisini ortaya koymak çok önemlidir. Öğrenciler kendi araştırmalarındaki değişkenlerini tanımlamalı ve kontrol etmelidirler. Ancak bu sayede verilen objelerin birden fazla özelliğini görme ve iki olay arasındaki ilişkiyi yorumlama yeteneği kazanabilirler (Tatar, 2006).
Değişkenleri değiştirme ve kontrol etme becerisi; öğrencilerle deneye başlamadan önce, deneyi etkileyecek değişkenler ve bunları nasıl kontrol edecekleri ya da nasıl değiştirecekleri konusunda tartışma yapılarak geliştirilebilir. Bu becerinin geliştirilebilmesi için diğer önemli fırsatlar, deneylerin beklenen sonuçları vermediği
